JPH05184110A

JPH05184110A - 極数変換型コンデンサ誘導電動機

Info

Publication number: JPH05184110A
Application number: JP35861991A
Authority: JP
Inventors: Kenji Narita; 憲治成田; Tokihiko Tanaka; 時彦田中; Takashi Suzuki; 孝史鈴木; Shigeyasu Mori; 繁保森; Osamu Takada; 修高田
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 1991-12-27
Filing date: 1991-12-27
Publication date: 1993-07-23

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】極数変換型コンデンサ誘導電動機の巻線に使
用する銅線の使用量を少なくする。【構成】固定子鉄心に４スロットピッチの４コイルＭ
４１（１），（２），Ｍ４２（１），（２）を直列に接
続して４極の主巻線２０とし、同様にして４極の補助巻
線２１を得、固定鉄心に５スロットピッチのコイルＭ２
１（１），Ｍ２２（１）および３スロットピッチのコイ
ルＭ２１（２），Ｍ２２（２）を４極の巻線のコイルの
重なる位置を中心として配置し、これらコイルを直列に
接続してコイルグループ２２を形成する。コイルＭ４２
（１），（２）の電流が４極時と逆方向になるように、
コイルＭ４１（１），（２）とＭ４２（１），（２）と
を並列に接続し、この並列に接続したコイルグループと
コイルグループ２２とを直列に接続して２極の主巻線と
し、同様にして２極の補助巻線を得、４極時の主巻線２
０および補助巻線２１を共用にしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は民生機器や産業機器等
に使用するコンデンサ誘導電動機に係り、更に詳しくは
４極および２極の電動機として利用できる極数変換型コ
ンデンサ誘導電動機に関するものである。

【０００２】

【従来例】この種の極数変換型コンデンサ誘導電動機は
中央にロータ挿入用の開口を有し、この開口の中心に向
かって等間隔で歯およびスロット（溝）を有する固定子
鉄心を備えており、例えば１６個のスロットを有する固
定子鉄心には、図６に示す４極時専用の巻線（コイ
ル）、および図７に示す２極時専用の巻線（コイル）が
形成されている。

【０００３】図６に示すように、４極変換の場合には、
主巻線１が交流電源２に並列に接続され、補助巻線３が
直列に接続した移相用コンデンサ４とともに、同交流電
源２に並列に接続される。

【０００４】この場合、図８の巻線展開図に示すよう
に、上記固定子鉄心５には３スロットピッチのコイル６
が４個同間隔で形成され、これら４個のコイル６により
主巻線１が構成される。なお、図中、５ａは固定子鉄心
５のロータ挿入用開口の中心に向かって形成した歯で、
５ｂはそのスロット（溝）である。

【０００５】また、上記固定子鉄心５には上記各コイル
６からそれぞれ２スロットずらした位置に上記主巻線１
と同構成のコイル７が４個形成され、この４個のコイル
７により補助巻線３が構成される。なお、同図の矢印に
示すように、上記隣接するコイル６，７に流れる電流は
それぞれ互いに逆方向になっている。

【０００６】図７に示すように、２極変換の場合には、
主巻線８，９が交流電源２に並列に接続され、補助巻線
１０，１１が直列に接続した移相用コンデンサ４ととも
に、同交流電源２に並列に接続される。

【０００７】この場合、図９の巻線展開図に示すよう
に、上記固定子鉄心５には７スロットピッチのコイル１
２が２個等間隔で形成され、かつ同コイル１２と中心同
一の５スロットピッチのコイル１３が同じく２個形成さ
れ、これらコイル１２，１３により主巻線８，９が構成
される。なお、同図の矢印に示すように、上記隣接する
巻線１２，１３に流れる電流はそれぞれ互いに逆巻きに
なっている。

【０００８】また、上記固定子鉄心５には上記コイル１
２，１３から３スロットずらした位置に上記主巻線８，
９と同様にしてコイル１４，１５が形成され、これらコ
イル１４，１５により補助巻線１０，１１が構成され
る。なお、隣接するコイル１２，１３およびコイル１
４，１５に流れる電流はそれぞれ互いに逆方向になって
いる。

【０００９】上記構成とした極数変換型コンデンサ電動
機の極数、毎極有効巻数、位相角の特性は下記表１に示
すようになっており、例えば図７および図８に示すスイ
ッチ１６，１７で上記巻線構成を切り替え、交流電源２
を供給することにより、当該極数変換型コンデンサ誘導
電動機を４極型あるいは２極型として使用することがで
きる。

【００１０】

【表１】なお、上記表１における４Ｍ１はコイル６の巻数で、４
Ａ１はコイル７の巻数で、２Ｍ１はコイル１２の巻数
で、２Ｍ２はコイル１３の巻数で、２Ａ１はコイル１４
の巻数で、２Ａ２はコイル１５の巻数である。また、他
の条件については図８および図９を参照されたい。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の極数変換型コンデンサ誘導電動機にあっては、４極
時の場合４極専用の主巻線１および補助巻線３にのみ通
電し（図６の実線矢印に示す）、また２極時の場合２極
専用の主巻線８，９および補助巻線１０，１１にのみ通
電しており（図７の実線矢印に示す）、つまり４極専用
の巻線および２極専用の巻線をそれぞれ固定子鉄心５に
形成しなければならず、どうしても巻線の数（銅線の使
用量）が多くなってしまうという欠点があった。

【００１２】この発明は上記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は極数の変換に際して巻線を共用するこ
とができ、銅線の使用量を少なくすることができるよう
にした極数変換型コンデンサ誘導電動機を提供すること
にある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の極数変換型コンデンサ誘導電動機は、中
央部にロータ挿入用の開口を有するとともに、この開口
の中心に向かって１６個の歯およびスロットが等間隔で
形成されている固定鉄心には巻線が形成されており、上
記巻線の形成は、４極にあっては４スロットピッチの全
節巻コイルを隣り合わせに配置するとともに、この２個
の全節巻コイルをそれぞれ直列あるいは並列に接続して
コイルグループとし、このグループの全節巻コイルから
それぞれ８スロットずらした位置に２個のコイルを配置
するとともに、この２個のコイルをそれそれ直列あるい
は並列に接続してコイルグループとし、上記２つのコイ
ルグループを直列に接続して４極の主巻線とし、この４
極の主巻線から１スロットあるいは２スロット若しくは
３スロット（電気角４５°，９０°，１３５°）離れた
位置に同主巻線と同じ構成の２つのコイルグループを配
置して４極の補助巻線とし、２極にあっては上記４極の
主巻線および補助巻線のコイルがそれぞれ重なる２箇所
の位置を中心として５スロットピッチおよび３スロット
ピッチのコイルをそれぞれ配置し、上記４極の主巻線お
よび補助巻線の各２つのコイルグループのうちそれぞれ
一方のコイルグループに流れる電流が４極時と逆方向に
なるように、上記主巻線の２つのコイルグループを並列
に接続し、かつ上記補助巻線の２つのコイルグループを
並列に接続し、上記並列に接続した主巻線のグループと
上記５スロットピッチのコイルと上記３スロットピッチ
のコイルとを直列に接続して２極の主巻線とし、上記並
列に接続した補助巻線のグループと上記５スロットピッ
チのコイルと上記３スロットピッチのコイルとを直列に
接続して２極の補助巻線としていることしたことを要旨
とする。

【００１４】

【作用】上記構成としたので、４極変換に際しては、上
記主巻線の２つのコイルグループ（２個のコイル）が直
列に接続されるため、同４個のコイルで４極の主巻線が
構成され、また補助巻線の２つのコイルグループによっ
ても同様に４極の補助巻線が構成される。

【００１５】また、２極変換に際しては、４極時に使用
した主巻線および補助巻線の各２つのコイルグループが
それぞれ並列に接続され、２極の主巻線および補助巻線
がスター状に形成される。

【００１６】このとき、上記４極時の主巻線および補助
巻線の各２つのコイルグループのうちそれぞれ一方のコ
イルグループ（２個のコイル）の電流がそれぞれ逆方向
となる。つまり、同電流逆のコイルグループのコイルに
より発生する磁束を逆向きとし、２極時の磁束に貢献す
るようにしていることから、４極時の主巻線および補助
巻線を共用することができ、これにより巻線の銅線使用
量が少なくて済むことになる。

【００１７】

【実施例】この発明の極数変換型コンデンサ誘導電動機
は、固定子鉄心に形成した巻線の一部を共用し、他の一
部の巻線については極数を切り替える際に電流方向を一
部逆とし，極数の切り替えに不具合が生じないようにし
ている。

【００１８】そのため、図１および図２に示すように、
この極数変換型コンデンサ誘導電動機においては、１６
個のスロットを有する固定子鉄心５には４極時に使用す
る主巻線２０および補助巻線２１が形成され、かつ２極
時に使用する主巻線のコイルグループ２２および補助巻
線のコイルグループ２３が形成されており、しかも２極
時には上記４極時の主巻線２０の一部（コイルＭ４２
（１），Ｍ４２（２））および補助巻線２１の一部（コ
イルＡ４２（１），Ａ４２（２））の電流方向が逆とな
るようにしている。なお、図１中、図６乃至図９と同一
部分および相当する部分には同一符号を付し重複説明を
省略する。

【００１９】上記４極時に使用する主巻線２０は、４ス
ロットピッチの全節巻コイルＭ４１（１），Ｍ４１
（２）を隣り合わせに配置し、これらコイルを直列に接
続してコイルグループを形成し、同コイルグループのコ
イルから８スロットずらした位置に同様にして２個のコ
イルＭ４２（１），Ｍ４２（２）を配置し、この２つの
グループを直列に接続して構成されている。

【００２０】この場合、図１および図３に示すように、
上記コイルＭ４１（２）の一方のリード端子Ｂおよびコ
イルＭ４２（２）の一方のリード端子Ｄを電源入力端子
とし、同コイルＭ４１（２）の他方のリード端子がコイ
ルＭ４１（１）の他方のリード端子に接続し、同コイル
４１（１）の一方のリード端子ＡがコイルＭ４２（１）
の一方のリード端子Ｃに接続し、同コイルＭ４２（１）
の他方のリード端子がコイルＭ４２（２）の他方の端子
に接続している。

【００２１】つまり、例えば同図の矢印に示すように、
上記主巻線２０の各コイルＭ４１（１），Ｍ４１
（２），Ｍ４２（１），Ｍ４２（２）の電流方向は、コ
イルＭ４１（１）とコイルＭ４１（２）とが逆方向で、
同じくコイルＭ４２（１）とコイルＭ４２（２）とが逆
方向であり、これらコイルによって４極を形成するよう
になっている。

【００２２】また、上記４極時に使用する補助巻線２１
は、上記主巻線２０と同一構成で、かつ直列に接続した
コイルＡ４１（１），Ａ４１（２），Ａ４２（１），Ａ
４２（２）が少なくとも同主巻線２０から所定スロット
（例えば１乃至３スロット；電気角４５°，９０°，１
３５°）離れた位置に配置した構成になっている。

【００２３】そして、従来同様に、スイッチ２４，２
５，２６，２７の切り替えにより、上記主巻線２０は交
流電源２に並列に接続され、補助巻線２１は直列に接続
した移相用コンデンサ４とともに、同交流電源２に並列
に接続される。

【００２４】上記交流電源２により電圧が供給され、例
えば図１の実線矢印に示すように、上記主巻線２０およ
び補助巻線２１を構成する各コイルに電流が流れると、
同主巻線２０を構成するコイルＭ４１（１），Ｍ４２
（２）によってはＮ極が形成され、同主巻線２０を構成
するコイルＭ４１（２），Ｍ４２（１）によってはＳ極
が形成される。

【００２５】また、上記補助巻線２１を構成するコイル
Ａ４１（１），Ａ４２（１）によってはＮ極が形成さ
れ、同補助巻線２１を構成するコイルＡ４２（１），Ａ
４２（２）によってはＳ極が形成される。

【００２６】一方、図１の二点鎖線に示すように、上記
スイッチ２４，２５，２６，２７の切り替えにより、上
記極数変換型コンデンサ誘導電動機が２極に切り替えら
れる。図４に示すように、２極時に使用する主巻線
は，上記４極の主巻線２０のコイルＭ４１（１），Ｍ４
２（１）およびコイルＭ４１（２），Ｍ４２（２）が重
なる２箇所の位置をそれぞれ中心として５スロットピッ
チのコイルＭ２１（１），Ｍ２２（１）および３スロッ
トピッチのコイルＭ２１（２），Ｍ２２（２）を配置
し、これらコイルＭ２１（１），Ｍ２２（１），Ｍ２１
（２），Ｍ２２（２）を直列に接続してコイルグループ
２２を形成し、上記４極時に使用した主巻線２０の一部
であるコイルＭ４２（１），４２（２）のグループとそ
のコイルグループ２２とを直列に接続して構成されてい
るこの場合、図１および図４に示すように、上記コイル
Ｍ４１（２）の一方のリード端子Ｂ、コイルＭ４２
（２）の一方のリード端子ＤおよびコイルＭ２１（１）
の一方のリード端子Ｅを電源入力端子とし、同コイルＭ
２２（２）の他方のリード端子がコイルＭ２２（１）の
一方のリード端子に接続し、同コイル２２（１）の他方
のリード端子がコイルＭ２１（２）の他方のリード端子
に接続し、同コイルＭ２１（２）の一方のリード端子が
コイルＭ２１（１）の他方のリード端子に接続し、上記
コイルＭ４１（１）の一方のリード端子Ａ、コイルＭ４
２（１）の一方のリード端子ＣおよびコイルＭ２２
（２）の一方のリード端子Ｆが接続している。

【００２７】なお、上記コイルＭ４２（１），Ｍ４２
（２），Ｍ４２（１），Ｍ４２（２）の接続については
上記４極時と同じであることから説明を省略する。

【００２８】つまり、図４の矢印に示すように、上記コ
イルグープ２２のコイルＭ２１（１），Ｍ２１（１）お
よびコイルＭ２２（１），Ｍ２２（２）の電流方向が逆
であり、かつ４極時兼用としたコイルＭ４１（１），Ｍ
４１（２）およびコイルＭ４２（１），Ｍ４２（２）は
それぞれ電流方向が逆になり、これらコイルによって２
極が形成される。

【００２９】また、上記２極時に使用する補助巻線は、
上記主巻線と同一構成で、かつ直列に接続したコイルＭ
２１（１），Ｍ２１（２）およびコイルＭ２２（１），
Ｍ２２（２）が上記主巻線を構成するコイルグループか
らそれぞれ３スロットずれた位置に配置した構成になっ
ている。

【００３０】上記スイッチ２４，２５，２６，２７の切
り替えにより、上記４極時における主巻線２０のコイル
Ｍ４１（１），Ｍ４１（２）とコイルＭ４２（１），Ｍ
４２（２）とが並列に接続され、このコイルグールプと
上記コイルグループ２２とが直列に接続されて２極時の
主巻線が構成され、同様にして補助巻線が構成される。

【００３１】つまり、上記２極時における主巻線は交流
電源２に並列に接続され、一方上記補助巻線は直列に接
続した移相用コンデンサ４とともに、同交流電源２に並
列に接続される。

【００３２】上記交流電源２により電圧が供給され、例
えば図４の二点鎖線矢印に示すように、上記主巻線およ
び補助巻線を構成する各コイルに電流が流れると、同主
巻線を構成するコイルＭ４１（１），Ｍ４２（１），Ｍ
２１（１），Ｍ２１（２）によってはＮ極が形成され、
同主巻線を構成するコイルＭ４１（２），Ｍ４２
（２），Ｍ２２（１），Ｍ２２（２）によってはＳ極が
形成される。

【００３３】また、同様に上記補助巻線を構成するコイ
ルＡ４１（１），Ａ４２（１），Ａ２１（１），Ａ２１
（２）によってはＮ極が形成され、同補助巻線を構成す
るコイルＡ４１（２），Ａ４２（２），Ａ２２（１），
Ａ２２（２）によってはＳ極が形成される。

【００３４】しかも、図４に示すように、上記主巻線お
よび補助巻線による磁束が各極の中心ほど大きくなり、
つまり全体として各極の磁束を大きくすることができる
ため、当該極数変換型コンデンサ誘導電動機を２極コン
デンサ電動機として用いることができる。

【００３５】上記構成とした極数変換型コンデンサ誘導
電動機の極数、毎極有効巻数、位相角等の特性は下記表
２に示すようになっている。

【００３６】

【表２】なお、上記表２は、コイルＭ４１（１）とＭ４２（１）
との巻数、コイルＭ４１（２）とＭ４２（２）との巻
数、コイルＡ４１（１）とＡ４２（１）との巻数、およ
びコイルＡ４１（２）とＡ４２（２）との巻数はそれぞ
れ同じとした場合である。また、他の条件については図
２を参照されたい。

【００３７】このように、４極時に使用する主巻線２０
および補助巻線２１のコイルを２極時にも利用し、同４
極時に使用するコイルの一部分の電流方向を逆とし、つ
まりコイルの共用を可能とし、かつ２極時における各極
の磁束を大きくするようにしたので、極数変換型コンデ
ンサ電動機の固定子鉄心に形成する主巻線および補助巻
線のコイルを構成する銅線の使用量が少なくて済み、か
つ４極、２極電動機として利用する際に不具合が生じる
こともなく、また上記銅線の使用量が少なくため、低コ
スト化、電動機の小形化の向上を図ることができる。

【００３８】図５は、この発明の極数変換型コンデンサ
誘導電動機の変形実施例を示す概略的回路図である。な
お、図中、図１と同一部分には同一符号を付し重複説明
を省略する。

【００３９】この変形実施例では、４極時の主巻線２０
を構成するコイルＭ４１（１），Ｍ４２（１），Ｍ２１
（１），Ｍ２１（２）のうち、コイルＭ４１（１）とコ
イルＭ４２（１）、およびコイルＭ２１（１）とコイル
Ｍ２１（２）がそれぞれ直列でなく、並列に接続されて
いる。

【００４０】また、上記４極時の補助巻線２１を構成す
るコイルＡ４１（１），Ａ４２（１），Ａ４１（１），
Ａ４１（２）についても、上記主巻線２０と同様に並列
に接続される。

【００４１】上記スイッチ２４，２５，２６，２７の切
り替え、２極としたときの主巻線を構成するコイルグル
ープ２２のコイルＭ２１（１），Ｍ２１（２）とコイル
Ｍ２２（１），Ｍ２２（２）とは並列に接続される。

【００４２】また、上記２極の補助巻線を構成するコイ
ルグループ２３のコイルＡ２１（１），Ａ２１（２），
Ａ２２（１），Ａ２２（２）についても、上記コイルグ
ループ２２と同様に並列に接続される。

【００４３】なお、上記以外の接続は上記実施例と同様
であるために、その説明を省略する。

【００４４】この場合、極数変換型コンデンサ誘導電動
機の主巻線および補助巻線を構成する各コイルが並列的
に接続しているが、電動機としての性能は上記実施例の
直列的接続とほとんどかわらない。

【００４５】また、上記並列的接続とした極数変換型コ
ンデンサ誘導電動機において、上記実施例同様に、銅線
の使用量が少なくて済むことは明らかである。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、４極、２極に変換する極数変換型コンデンサ誘導電
動機によれば、４極時に使用する巻線を２極時に共用
し、極数を切り替える際同共用の巻線の一部の電流方向
を逆とし、かつ同２極時に固定子鉄心の主巻線および補
助巻線をそれぞれスター状となるように、主巻線および
補助巻線を固定子鉄心に形成するとともに、その主巻線
および補助巻線を構成するコイルを接続するようにした
ので、２極への切り替えに際し、４極時の巻線を利用す
ることから、その分使用銅線量が少なくて済むという有
用な効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す極数変換型コンデン
サ誘導電動機の概略的回路図である。

【図２】図１に示す極数変換型コンデンサ誘導電動機の
巻線を説明する概略的展開図である。

【図３】図１に示す極数変換型コンデンサ誘導電動機に
おける４極時の巻線を説明する概略的展開図である。

【図４】図１に示す極数変換型コンデンサ誘導電動機に
おける２極時の巻線を説明する概略的展開図である。

【図５】この発明の変形実施例を示す極数変換型コンデ
ンサ誘導電動機の概略的回路図である。

【図６】従来の極数変換型コンデンサ誘導電動機の概略
的回路図である。

【図７】従来の極数変換型コンデンサ誘導電動機の概略
的回路図である。

【図８】従来の極数変換型コンデンサ誘導電動機におけ
る４極時の巻線を説明する概略的展開図である。

【図９】従来の極数変換型コンデンサ誘導電動機におけ
る２極時の巻線を説明する概略的展開図である。

【符号の説明】

２交流電源４移相用コンデンサ５固定子鉄心５ａ歯５ｂスロット（溝）２０主巻線（４極，２極共用の）２１補助巻線（４極，２極共用の）２２コイルグループ（２極の主巻線の）２３コイルグループ（２極の補助巻線の）２４，２５，２６，２７スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者森繁保神奈川県川崎市高津区末長1116番地株式会社富士通ゼネラル内 (72)発明者高田修神奈川県川崎市高津区末長1116番地株式会社富士通ゼネラル内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中央部にロータ挿入用の開口を有すると
ともに、該開口の中心に向かって１６個の歯およびスロ
ットが等間隔で形成されている固定鉄心には巻線が形成
されており、前記巻線の形成は、４極にあっては４スロットピッチの
全節巻コイルを隣り合わせに配置するとともに、該２個
の全節巻コイルをそれぞれ直列あるいは並列に接続して
コイルグループとし、該グループの全節巻コイルからそ
れぞれ８スロットずらした位置に２個のコイルを配置す
るとともに、該２個のコイルをそれぞれ直列あるいは並
列に接続してコイルグループとし、前記２つのコイルグ
ループを直列に接続して４極の主巻線とし、該４極の主
巻線から１スロットあるいは２スロット若しくは３スロ
ット（電気角４５°，９０°，１３５°）離れた位置に
同主巻線と同じ構成の２つのコイルグループを配置して
４極の補助巻線とし、２極にあっては前記４極の主巻線および補助巻線のコイ
ルがそれぞれ重なる２箇所の位置を中心として５スロッ
トピッチおよび３スロットピッチのコイルをそれぞれ配
置し、前記４極の主巻線および補助巻線の各２つのコイ
ルグループのうちそれぞれ一方のコイルグループに流れ
る電流が４極時と逆方向になるように、前記主巻線の２
つのコイルグループを並列に接続し、かつ前記補助巻線
の２つのコイルグループを並列に接続し、前記並列に接
続した主巻線のグループと前記５スロットピッチのコイ
ルと前記３スロットピッチのコイルとを直列に接続して
２極の主巻線とし、前記並列に接続した補助巻線のグル
ープと前記５スロットピッチのコイルと前記３スロット
ピッチのコイルとを直列に接続して２極の補助巻線とし
ていることを特徴とする極数変換型コンデンサ誘導電動
機。